CN112210238A - 一种文物保护修复补配色方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及文物保护修复领域，具体公开了一种文物保护修复补配色方法，包括以下步骤：S1、清理表面；S2、颜料保护：待文物表面完全干燥后，在褪色文物颜料层表面喷涂显色修复剂；S3、采用色度仪读取颜色并分析褪色病害原因，根据文物颜料层的色彩制作色标数据库；S4、电脑扫描并设计修复颜料配方；S5、利用配方制备而得的颜料对文物缺色部位进行修复。本申请在补色前提高文物表面的颜色深度，便于颜色的提取和补色操作，降低修复难度。

Description

一种文物保护修复补配色方法
技术领域
本申请涉及文物保护修复领域，更具体地说，它涉及一种文物保护修复补配色方法。
背景技术
中国有五千多年的历史，留下了数目众多的文物古迹，这些文物古迹蕴含着丰富的文化、艺术、经济和科技等重要历史信息，以供历史考古研究，是中华文明的载体之一。这些文物长时间埋藏在地下，随着时间的流逝受到空气氧化和水分侵蚀等环境因素影响，文物表面往往会发生不同程度的褪色或脱色病害，需要进行文物修复工作。
目前，在文物表面的色彩修复工作中，文物表面的颜料层由于变质而导致胶料失效，颜料光散射增大，显色差，难以辨清原来的颜色，对修复工作造成很大的难度。
发明内容
为了便于分辨文物颜料层表面的颜色，降低修复难度，本申请提供一种文物保护修复补配色方法。
本申请提供的一种文物保护修复补配色方法采用如下的技术方案：
一种文物保护修复补配色方法，包括以下步骤：
S1、清理表面：采用手工方式清理文物表面的泥土、锈料等杂质，采用纸浆包裹法清理文物的灰尘和内部可溶盐；
S2、颜料保护：待文物表面完全干燥后，在褪色文物颜料层表面喷涂显色修复剂，在温度为30℃-40℃的环境下静置2h-4h，进行渗透干燥，重复上述操作至褪色文物表面颜色不再发生变化为止，所述显色修复剂采用以下步骤制备而成：将甲基丙烯酸羟乙酯、六亚甲基二异氰酸酯、邻苯二甲酸二辛酯和乙醇混合后，在温度条件为60℃-80℃的条件下搅拌5min-10min，随后加入硅烷偶联剂和纳米二氧化硅，搅拌混合30min-40min，冷却至室温后，即得显色修复剂；
S3、采用色度仪读取颜色并分析褪色病害原因，根据文物颜料层的色彩制作色标数据库；
S4、电脑扫描并设计修复颜料配方；
S5、利用配方制备而得的颜料对文物缺色部位进行修复。
通过采用上述技术方案，采用显色修复剂对褪色部分进行复原处理，六亚甲基二异氰酸酯可以粘结颜料颗粒，使颜料层表面的颗粒-空气界面转变为颗粒-胶料界面，从而使颜料层的折射率降低，文物的颜料层对光吸收率提高，降低颜料层的光散射；纳米二氧化硅可以改善显色修复剂的流挂性能，有利于显色修复剂的均匀涂覆，使颜料层表面致密光洁，同时可以反射紫外线，提高文物颜料层的表面耐磨性和耐候性；邻苯二甲酸二辛酯可以增加文物颜料层的韧性和塑性，提高文物颜料的粘结强度，从而整体提高文物表面颜色的深度，便于在后续在文物表面读取颜色，并建立色标数据库。
优选的，在所述步骤S2中，所述显色修复剂由以下重量份数的原料制成：
甲基丙烯酸羟乙酯：34份-46份；
六亚甲基二异氰酸酯：28份-42份；
邻苯二甲酸二辛酯：5份-14份；
乙醇：30份-38份；
硅烷偶联剂：0.5份-1.5份；
纳米二氧化硅：1.8份-2.2份。
通过采用上述技术方案，按照上述的配比组合获得的显色修复剂，显色性能较优。
优选的，在所述步骤S5结束后，在文物的颜料层表面喷涂颜料加固剂，所述颜料加固剂采用以下步骤制备而成：将30份-45份乙酸乙酯、6份-10份环氧树脂和5份-15份丙酮混合均匀，即得颜料加固剂。
通过采用上述技术方案，利用颜料加固剂对补色后的文物表面处理，环氧树脂固化时不会产生对文物有害的物质，收缩变化小，具有一定的耐酸碱强度，对文物表面提供抗氧化作用，乙酸乙酯涂覆在文物表面，可以增强文物表面颜料层的强度，耐候性提高，整体延长保质时间。
优选的，所述颜料加固剂的喷涂厚度控制在1mm-1.5mm。
通过采用上述技术方案，颜料加固剂的喷涂厚度控制在上述范围内，可以保证颜料加固剂的保护性能，若颜料加固剂喷涂过少则起不到保护作用，若颜料加固剂喷涂过多则对文物本身及后续加工造成影响。
优选的，在所述步骤S2中，所述硅烷偶联剂重量份数为1.3份-1.5份，所述纳米二氧化硅的重量份数为1.82份-2.1份，所述显色修复剂的硅烷偶联剂和纳米二氧化硅的重量比为5:7。
通过采用上述技术方案，控制显色修复剂中的硅烷偶联剂和二氧化硅的重量比值为5:7，硅烷偶联剂对你二氧化硅的表面进行改性，硅烷偶联剂的无机官能基与二氧化硅相结合，硅烷偶联剂的有机官能基与体系中的有机基体相结合，可以提高二氧化硅在有机基体中的分散性，耐候性提高。
优选的，所述纸浆包裹法包括以下步骤：将10份高锰酸钾、60份乙醇和30份水配置成浸泡液，将纸张利用浸泡液浸湿完全后，贴附到文物的表面，多次更换纸张，直至表面清理干净为止。
通过采用上述技术方案，利用高锰酸钾溶解文物表面产生的霉斑和污渍，同时可以降低对文物表面造成的伤害，可以将文物表面及表层内部的灰尘和可溶液渗透出来，提高文物表面的显色度。
优选的，在所述步骤S3中，色标的制作包括根据文物颜料层表面提取的颜色数量，按照已有的色彩体系逐个制成不同浓度配比的色浆，利用涂布机制成色板，从而建立色标数据库。
优选的，在所述步骤S4中，利用电脑的电分机对文物的颜料层表面进行扫描，利用提取的文物表面颜色在图像处理器进行拼接、调整和分色，利用配色软件计算处理，根据色标数据库计算出待修复文物所需的颜料配方。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、六亚甲基二异氰酸酯可以粘结颜料颗粒，使颜料层表面的颗粒-空气界面转变为颗粒-胶料界面，从而使颜料层的折射率降低，文物的颜料层对光吸收率提高，降低颜料层的光散射；纳米二氧化硅可以改善显色修复剂的流挂性能，有利于显色修复剂的均匀涂覆，使颜料层表面致密光洁，同时可以反射紫外线，提高文物颜料层的表面耐磨性和耐候性；邻苯二甲酸二辛酯可以增加文物颜料层的韧性和塑性，提高文物颜料的粘结强度，从而整体提高文物表面颜色的深度，便于在后续在文物表面读取颜色，并建立色标数据库。
2、利用颜料加固剂对补色后的文物表面处理，环氧树脂固化时不会产生对文物有害的物质，收缩变化小，具有一定的耐酸碱强度，对文物表面提供抗氧化作用，乙酸乙酯涂覆在文物表面，可以增强文物表面颜料层的强度，耐候性提高，整体延长保质时间。
3、利用高锰酸钾溶解文物表面产生的霉斑和污渍，同时可以降低对文物表面造成的伤害，可以将文物表面及表层内部的灰尘渗透出来，提高文物表面的显色度。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
以下原料的型号和生产来源参照表1所示：
表1-原料的来源
Figure BDA0002722352890000031
Figure BDA0002722352890000041
制备例
制备例1
一种显色修复剂，采用以下步骤制备而成：
将34kg甲基丙烯酸羟乙酯、36kg六亚甲基二异氰酸酯、14kg邻苯二甲酸二辛酯和30kg乙醇混合后，在温度条件为60℃的条件下搅拌10min，随后加入1kg硅烷偶联剂和2.2kg纳米二氧化硅，搅拌混合40min，冷却至室温后，即得显色修复剂。
制备例2
一种显色修复剂，采用以下步骤制备而成：
将46kg甲基丙烯酸羟乙酯、42kg六亚甲基二异氰酸酯、5kg邻苯二甲酸二辛酯和34kg乙醇混合后，在温度条件为70℃的条件下搅拌5min，随后加入1.5kg硅烷偶联剂和1.8kg纳米二氧化硅，搅拌混合30min，冷却至室温后，即得显色修复剂。
制备例3
一种显色修复剂，采用以下步骤制备而成：
将42kg甲基丙烯酸羟乙酯、28kg六亚甲基二异氰酸酯、10kg邻苯二甲酸二辛酯和38kg乙醇混合后，在温度条件为80℃的条件下搅拌10min，随后加入0.5kg硅烷偶联剂和2.1kg纳米二氧化硅，搅拌混合35min，冷却至室温后，即得显色修复剂。
制备例4
一种颜料固色剂，采用以下步骤制备而成：将30kg乙酸乙酯、6kg环氧树脂和5kg丙酮混合均匀，即得颜料加固剂。
制备例5
一种颜料固色剂，采用以下步骤制备而成：将45kg乙酸乙酯、10kg环氧树脂和15kg丙酮混合均匀，即得颜料加固剂。
制备例6
一种颜料固色剂，采用以下步骤制备而成：将40kg乙酸乙酯、8kg环氧树脂和10kg丙酮混合均匀，即得颜料加固剂。
实施例
实施例1-3
一种文物保护修复补配色方法，包括以下步骤：
S1、清理表面：采用手工方式清理文物表面的泥土、锈料等杂质，采用纸浆包裹法清理文物的灰尘和内部可溶盐，将纸张利用浸泡液完全浸湿后，贴附到文物的表面，多次更换纸张，直至表面清理干净为止；
S2、颜料保护：待文物表面完全干燥后，在褪色文物颜料层表面喷涂显色修复剂，在表2记录温度条件下静置，进行渗透干燥，重复上述操作至褪色文物表面颜色不再发生变化为止；
S3、采用色度仪读取颜色并分析褪色病害原因，根据文物颜料层表面提取的颜色数量，按照已有的色彩体系逐个制成不同浓度配比的色浆，利用涂布机制成色板，从而建立色标数据库；
S4、利用电脑的电分机对文物的颜料层表面进行扫描，利用提取的文物表面颜色在图像处理器进行拼接、调整和分色，利用配色软件计算处理，根据色标数据库计算出待修复文物所需的颜料配方；
S5、利用配方制备而得的颜料对文物缺色部位进行修复。
表2-实施例1-3的各组分和工艺参数
Figure BDA0002722352890000051
实施例4
一种文物保护修复补配色方法，与实施例3区别在于，在步骤S5结束后，在文物的颜料层表面喷涂颜料加固剂，颜料加固剂采用制备4获得的颜料加固剂，颜料加固剂的喷涂厚度为0.5mm。
实施例5
一种文物保护修复补配色方法，与实施例3区别在于，在步骤S5结束后，在文物的颜料层表面喷涂颜料加固剂，颜料加固剂采用制备5获得的颜料加固剂，颜料加固剂的喷涂厚度为1mm。
实施例6
一种文物保护修复补配色方法，与实施例3区别在于，在步骤S5结束后，在文物的颜料层表面喷涂颜料加固剂，颜料加固剂采用制备6获得的颜料加固剂，颜料加固剂的喷涂厚度为1.5mm。
实施例7
一种文物保护修复补配色方法，与实施例3区别在于，硅烷偶联剂为1.3kg，纳米二氧化硅为1.82kg，硅烷偶联剂和纳米二氧化硅的重量比为5:7。
实施例8
一种文物保护修复补配色方法，与实施例3区别在于，硅烷偶联剂为1.5kg，纳米二氧化硅为2.1kg，硅烷偶联剂和纳米二氧化硅的重量比为5:7。
实施例9
一种文物保护修复补配色方法，与实施例3区别在于，硅烷偶联剂为1.4kg，纳米二氧化硅为1.96kg，硅烷偶联剂和纳米二氧化硅的重量比为5:7。
实施例10
一种文物保护修复补配色方法，与实施例3区别在于，在步骤S1中的浸泡液采用以下步骤制备而成：将10kg高锰酸钾、60kg乙醇和30kg水混合配置而成。
实施例11
一种文物保护修复补配色方法，包括以下步骤：
S1、清理表面：采用手工方式清理文物表面的泥土、锈料等杂质，采用纸浆包裹法清理文物的灰尘和内部可溶盐，将10kg高锰酸钾、60kg乙醇和30kg水混合配置而成浸泡液，将纸张利用浸泡液完全浸湿后，贴附到文物的表面，多次更换纸张，直至表面清理干净为止；
S2、颜料保护：待文物表面完全干燥后，在褪色文物颜料层表面喷涂显色修复剂，在30℃温度条件下静置4h，进行渗透干燥，重复上述操作至褪色文物表面颜色不再发生变化为止，其中显色修复剂采用以下步骤制备而成：将42kg甲基丙烯酸羟乙酯、28kg六亚甲基二异氰酸酯、10kg邻苯二甲酸二辛酯和38kg乙醇混合后，在温度条件为80℃的条件下搅拌10min，随后加入1.5kg硅烷偶联剂和2.1kg纳米二氧化硅，搅拌混合35min，冷却至室温；
S3、采用色度仪读取颜色并分析褪色病害原因，根据文物颜料层表面提取的颜色数量，按照已有的色彩体系逐个制成不同浓度配比的色浆，利用涂布机制成色板，从而建立色标数据库；
S4、利用电脑的电分机对文物的颜料层表面进行扫描，利用提取的文物表面颜色在图像处理器进行拼接、调整和分色，利用配色软件计算处理，根据色标数据库计算出待修复文物所需的颜料配方；
S5、利用配方制备而得的颜料对文物缺色部位进行修复；
S6、在文物的颜料层表面喷涂制备例6获得的颜料加固剂，颜料加固剂的喷涂厚度为1.5mm。
对比例
对比例1
一种文物保护修复补配色方法，与实施例3的区别在于，未进行步骤S2的操作。
对比例2
一种文物保护修复补配色方法，与制备例3的区别在于，显色修复剂中的六亚甲基二异氰酸酯采用甲基丙烯酸羟乙酯代替。
对比例3
一种文物保护修复补配色方法，与制备例3的区别在于，显色修复剂中的纳米二氧化硅采用甲基丙烯酸羟乙酯代替。
对比例4
一种文物保护修复补配色方法，与制备例3的区别在于，显色修复剂中的邻苯二甲酸二辛酯采用甲基丙烯酸羟乙酯代替。
对比例5
一种文物保护修复补配色方法，与实施例3的区别在于，未采进行步骤S1中纸浆包裹法的操作。
性能检测试验
文物颜料层的病害因素主要有褪色和和龟裂起翘两种：
1)褪色处理采用朱红颜料不添加胶料的方式，将朱红研磨后加水混合，随后涂覆在木板表面，制成褪色样品；
2)龟裂起翘处理采用加热快速脱水处理，称取0.5g明胶和9.5g水，70℃水浴加热溶解成明胶水溶液，将朱红颜料研磨后，按1:1的质量比将朱红和明胶水溶液混合，随后涂覆在载玻片表面，将载玻片放入45℃烘箱中脱水处理72h，即得龟裂起翘样品。
显色试验：将实施例1-11和对比例2-5的显色修复剂应用在褪色样品表面，用色差计测量显色修复剂使用前后试样的色度变化，计算显色色差平均值。
耐候性试验：将实施例1-11和对比例2-5的显色修复剂应用到褪色样品，空白组的褪色样品不处理；将实施例4-6的颜料加固剂应用在龟裂起翘样品表面，空白组的龟裂起翘样品不处理，将全部样品进行16小时的紫外灯照射，再进行8小时水滴喷淋，将样品用色差计测量颜料加固剂使用前后试样和空白组的色度变化，计算耐候性色差平均值；
加固强度试验：将实施例4-6的颜料加固剂应用在龟裂起皮样品，空白组龟裂起皮样品不做处理，利用羽毛、毛笔和牙刷在样品表面来回摩擦，判断粘结强度，若羽毛、毛笔和牙刷均直接刷掉则为1分，若羽毛不掉毛笔和牙刷掉则为2份，若羽毛和毛笔不掉牙刷掉则为3分，若羽毛、毛笔和牙刷均掉则为4分。
表3-实施例1-11和对比例2-5显色修复剂的试验数据汇总
Figure BDA0002722352890000081
表4-实施例4-6颜料加固剂的试验数据汇总
项目 耐候性色差平均值 加固强度
实施例4 1.1 3
实施例5 1.2 3
实施例6 0.8 4
龟裂起翘空白组 9.8 1
根据表3中的空白组和对比例1的试验数据对比可知，采用显色修复剂对褪色部分进行复原处理，显色色差平均值增大，显色修复剂可以为文物的颜料层提供流失的胶料，降低颜料层的光散射，从而提高文物表面颜色的深度，便于在后续在文物表面读取颜色，并建立色标数据库。
根据表3中的实施例3和对比例2的试验数据对比可知，通过在显色修复剂中添加六亚甲基二异氰酸酯，显色色差平均值增大，六亚甲基二异氰酸酯可以粘结颜料颗粒，使颜料层表面的颗粒-空气界面转变为颗粒-胶料界面，从而使颜料层的折射率降低，文物的颜料层对光吸收率提高，颜色变深。
根据表3中的实施例3和对比例3的试验数据对比可知，通过在显色修复剂中添加纳米二氧化硅，显色色差平均值增大和耐候性色差平均值降低，纳米二氧化硅可以改善显色修复剂的流挂性能，有利于显色修复剂的均匀涂覆，使颜料层表面致密光洁，提高文物颜料层的表面耐磨性，同时可以反射紫外线，起到提高耐候性的作用。
根据表3中的实施例3和对比例4的试验数据对比可知，通过在显色修复剂中添加邻苯二甲酸二辛酯，耐候性色差平均值降低，邻苯二甲酸二辛酯可以增加文物颜料层的韧性和塑性，提高文物颜料的粘结强度，耐候性提高。
根据表3中的实施例3、7-9的试验数据对比可知，通过控制显色修复剂中的硅烷偶联剂和二氧化硅的重量比值为5:7，可以降低耐候性色差平均值，硅烷偶联剂对你二氧化硅的表面进行改性，硅烷偶联剂的无机官能基与二氧化硅相结合，硅烷偶联剂的有机官能基与体系中的有机基体相结合，可以提高二氧化硅在有机基体中的分散性，耐候性提高。
根据表4中的实施例4-6和空白组的试验数据对比可知，利用颜料加固剂对补色后的文物表面处理，耐候性色差平均值降低和加固强度提高，环氧树脂固化时不会产生对文物有害的物质，收缩变化小，具有一定的耐酸碱强度，对文物表面提供抗氧化作用，乙酸乙酯涂覆在文物表面，可以增强文物表面颜料层的强度，耐候性提高，延长保质时间。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种文物保护修复补配色方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、清理表面：采用手工方式清理文物表面的泥土、锈料等杂质，采用纸浆包裹法清理文物的灰尘和内部可溶盐；
S2、颜料保护：待文物表面完全干燥后，在褪色文物颜料层表面喷涂显色修复剂，在温度为30℃-40℃的环境下静置2h-4h，进行渗透干燥，重复上述操作至褪色文物表面颜色不再发生变化为止，所述显色修复剂采用以下步骤制备而成：将甲基丙烯酸羟乙酯、六亚甲基二异氰酸酯、邻苯二甲酸二辛酯和乙醇混合后，在温度条件为60℃-80℃的条件下搅拌5min-10min，随后加入硅烷偶联剂和纳米二氧化硅，搅拌混合30min-40min，冷却至室温后，即得显色修复剂；
S3、采用色度仪读取颜色并分析褪色病害原因，根据文物颜料层的色彩制作色标数据库；
S4、电脑扫描并设计修复颜料配方；
S5、利用配方制备而得的颜料对文物缺色部位进行修复。
2.根据权利要求1所述的一种文物保护修复补配色方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述显色修复剂由以下重量份数的原料制成：
甲基丙烯酸羟乙酯：34份-46份；
六亚甲基二异氰酸酯：28份-42份；
邻苯二甲酸二辛酯：5份-14份；
乙醇：30份-38份；
硅烷偶联剂：0.5份-1.5份；
纳米二氧化硅：1.8份-2.2份。
3.根据权利要求1所述的一种文物保护修复补配色方法，其特征在于，在所述步骤S5结束后，在文物的颜料层表面喷涂颜料加固剂，所述颜料加固剂采用以下步骤制备而成：将30份-45份乙酸乙酯、6份-10份环氧树脂和5份-15份丙酮混合均匀，即得颜料加固剂。
4.根据权利要求3所述的一种文物保护修复补配色方法，其特征在于，所述颜料加固剂的喷涂厚度控制在1mm-1.5mm。
5.根据权利要求2所述的一种文物保护修复补配色方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述硅烷偶联剂重量份数为1.3份-1.5份，所述纳米二氧化硅的重量份数为1.82份-2.1份，所述显色修复剂的硅烷偶联剂和纳米二氧化硅的重量比为5:7。
6.根据权利要求1所述的一种文物保护修复补配色方法，其特征在于：所述纸浆包裹法包括以下步骤：将10份高锰酸钾、60份乙醇和30份水配置成浸泡液，将纸张利用浸泡液浸湿完全后，贴附到文物的表面，多次更换纸张，直至表面清理干净为止。
7.根据权利要求1所述的一种文物保护修复补配色方法，其特征在于：在所述步骤S3中，色标的制作包括根据文物颜料层表面提取的颜色数量，按照已有的色彩体系逐个制成不同浓度配比的色浆，利用涂布机制成色板，从而建立色标数据库。
8.根据权利要求1所述的一种文物保护修复补配色方法，其特征在于：在所述步骤S4中，利用电脑的电分机对文物的颜料层表面进行扫描，利用提取的文物表面颜色在图像处理器进行拼接、调整和分色，利用配色软件计算处理，根据色标数据库计算出待修复文物所需的颜料配方。
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